1、 1. 1. 安全（絕對保證）安全（絕對保證） 設計原則設計原則 2. 2. 實用（先進實用）實用（先進實用） 3. 3. 經濟（合理有利）經濟（合理有利）內容與步驟內容與步驟1. 1. 形狀與支護形狀與支護( (年限、用途、巖性）年限、用途、巖性）、凈斷面尺寸、凈斷面尺寸（設備、安全間隙、行人）（設備、安全間隙、行人）、風速驗算；、風速驗算；2. 2. 設計掘進斷面尺寸、計算掘進斷面尺寸；設計掘進斷面尺寸、計算掘進斷面尺寸；3. 3. 布置水溝、管纜；布置水溝、管纜；4. 4. 繪制施工圖、特征表、工程量及材料表。繪制施工圖、特征表、工程量及材料表。 第三章第三章 巷道斷面設計巷道斷面設計

2、巷道用途：巷道用途：行人、運輸、通風、設備安裝、安全、施工、檢修行人、運輸、通風、設備安裝、安全、施工、檢修施工、使用、維修施工、使用、維修 礦井系統示意圖礦井系統示意圖 第一節第一節 巷道類型與斷面形狀巷道類型與斷面形狀一、巷道類型一、巷道類型 1、按用途分類：、按用途分類：（1)為開采水平服務為開采水平服務: 大巷大巷、石門、井底車場。、石門、井底車場。（2)為采區服務：為采區服務：采區上下山巷道采區上下山巷道、采區石門、車場。、采區石門、車場。（3)為回采面服務：為回采面服務：順槽順槽（軌道、皮帶、回風）、切眼。（軌道、皮帶、回風）、切眼。 2、按層位分：、按層位分： （1）巖石巷）巖石

3、巷 （2）半煤巖巷）半煤巖巷 （巖石面積大于（巖石面積大于1/5、小于、小于4/5） （3）煤巷）煤巷二二. 常用的斷面形狀常用的斷面形狀折線形：矩形、梯形和折線形：矩形、梯形和 不規則形不規則形曲線形：拱形、圓形、馬蹄形曲線形：拱形、圓形、馬蹄形 及橢圓形及橢圓形穩定性順序穩定性順序：h-igde fbac.考慮因素考慮因素：位置、巖性及地應：位置、巖性及地應力，用途與年限，支護方式與力，用途與年限，支護方式與材料，施工與生產設備。材料，施工與生產設備。 位置及圍巖性質位置及圍巖性質（地壓的大小和方向及圍巖強度）（地壓的大小和方向及圍巖強度） 用途及服務年限用途及服務年限（支護的形式（支護的

4、形式支護成本）支護成本） 支護材料和支護方式支護材料和支護方式 掘進的方式和設備掘進的方式和設備巖石巷道錨噴支護拱形斷面巖石巷道錨噴支護拱形斷面煤層巷道錨、帶、網支護或金屬支架梯形斷面煤層巷道錨、帶、網支護或金屬支架梯形斷面 二二. 斷面的選擇斷面的選擇第二節第二節 巷道斷面尺寸巷道斷面尺寸1巷道凈寬度確定巷道凈寬度確定1. 梯形巷道凈寬度的確定梯形巷道凈寬度的確定凈寬度的含義：運輸設備凈寬度的含義：運輸設備(運輸巷運輸巷）頂面或距地板）頂面或距地板1.6m高高(行人巷）行人巷）水平寬度。水平寬度。 b a + 2a1 + n+ c 2.0m a非人行側非人行側 0.3m，安設輸送機時，安設輸

5、送機時a 0.5m； a1運輸設備寬度運輸設備寬度-（表（表31）；）； n設備安全間隙設備安全間隙 0.2m，采區裝載點，采區裝載點0.7m， 在摘掛鉤點在摘掛鉤點1.0c人行道寬度人行道寬度 0.8m（道碴面起（道碴面起1.6m高度）在人車停靠點高度）在人車停靠點c 1.0m；2. 拱形巷道凈寬度的確定拱形巷道凈寬度的確定凈寬度的含義：指直墻內側的水凈寬度的含義：指直墻內側的水平寬度平寬度 b a + 2a1 + t+ c 2.0m a非人行側非人行側 0.3m，安設輸送，安設輸送機時機時a 0.5m； a1運輸設備寬度運輸設備寬度-（表（表31）； t設備安全間隙設備安全間隙 0.2m，

6、采區裝，采區裝載點載點0.7m， 在摘掛鉤點在摘掛鉤點1.0c人行道寬度人行道寬度 0.8m（道碴面（道碴面起起1.6m高度）在人車停靠點高度）在人車停靠點c 1.0m；煤礦安全規程煤礦安全規程第二十二條第二十二條 新建礦井、生產礦井新建礦井、生產礦井新掘運輸巷的一側，從巷道道渣面起新掘運輸巷的一側，從巷道道渣面起1.6m的高度內，的高度內，必須留有必須留有寬寬0.8m（綜合機械化采煤礦井為（綜合機械化采煤礦井為1.0m）以上）以上的人行道，管道吊掛高度不得低于的人行道，管道吊掛高度不得低于1.8m；巷道另一側；巷道另一側的寬度不得小于的寬度不得小于0.3m（綜合機械化采煤礦井為（綜合機械化采

7、煤礦井為0.5m）。）。巷道內安設輸送機時，輸送機與巷幫支護的距離不得巷道內安設輸送機時，輸送機與巷幫支護的距離不得小于小于0.5m；輸送機機頭和機尾處與巷幫支護的距離應；輸送機機頭和機尾處與巷幫支護的距離應滿足設備檢查和維修的需要，并不得小于滿足設備檢查和維修的需要，并不得小于0.7m。巷道。巷道內移動變電站或平板車上綜采設備的最突出部分，與內移動變電站或平板車上綜采設備的最突出部分，與巷幫支護的距離不得小于巷幫支護的距離不得小于0.3m。z-直流，直流，k-礦用，礦用，7-噸位，噸位，6-600軌距，軌距，250-額定電壓，額定電壓，x-蓄電，蓄電，a-安全安全二二. . 凈高度的確定凈高

8、度的確定 1 .1 .矩形、梯形巷道凈高度矩形、梯形巷道凈高度：道碴面（地板）起至頂梁或錨桿終：道碴面（地板）起至頂梁或錨桿終端的垂直高度。計算公式見表端的垂直高度。計算公式見表3-43-4 煤炭安全規程煤炭安全規程要求要求 巷道凈斷面必須滿足行人、運輸、通風巷道凈斷面必須滿足行人、運輸、通風和安全設施及設備安裝、檢修、施工的需要，并符合下列要求：和安全設施及設備安裝、檢修、施工的需要，并符合下列要求：（一）主要運輸巷和主要風巷的凈高，（一）主要運輸巷和主要風巷的凈高，自軌面起不得低于自軌面起不得低于2m。（二）采區上山、下山和平巷（二）采區上山、下山和平巷,凈高不得低于凈高不得低于2m，薄煤

9、層內的不，薄煤層內的不得低于得低于1.8m。第三百五十六條第三百五十六條 自軌面算起，電機車架空線的懸掛高度應符自軌面算起，電機車架空線的懸掛高度應符合下列要求：合下列要求：（一）在行人的巷道內、車場內以及人行道與運輸巷道交叉的（一）在行人的巷道內、車場內以及人行道與運輸巷道交叉的地方地方不小于不小于2.0m；在不行人的巷道內不小于在不行人的巷道內不小于1.9m。（二）在井底車場內，從（二）在井底車場內，從井底到乘車場不小于井底到乘車場不小于2.2m。 2. 拱形巷道凈高度的確定拱形巷道凈高度的確定 h = h0 + h3 hb h0拱高：半圓拱拱高：半圓拱 h0b/2； 圓弧拱圓弧拱 h0b

10、/3 h3墻高，只進不舍，墻高，只進不舍， 并按并按0.1m進級進級 hb -道渣高度道渣高度 ，見表，見表3-5 壁高壁高h3應滿足巷道內應滿足巷道內電機車架線、電機車架線、 管道鋪設、管道鋪設、 行人高行人高度和度和寬度以及寬度以及運輸設備上緣距拱壁運輸設備上緣距拱壁的安全間隙要求的安全間隙要求，p59表表33。 對于架線電機車運輸的巷道，一般按其中架線電機車導電弓子和管道裝設高度要求計算即能滿足設計要求；其他如礦車運輸、僅鋪設輸送機或無運輸設備的巷道，一般只按行人高度要求計算即可滿足設計要求，但在人行道范圍內1.8m以下，不得架設管、線和電纜。 按架線電機車導電弓子要求確定按架線電機車導

11、電弓子要求確定導電弓子外緣與拱璧間距導電弓子外緣與拱璧間距n200mmn200mm（300mm300mm）2221243)2/()()(brbknrhhhc施工與驗收規范施工與驗收規范第第6.6.66.6.6條條 架線電機車的導線吊掛高度，應符合下列數值：架線電機車的導線吊掛高度，應符合下列數值：導線距巷道頂或棚梁之間不得小于導線距巷道頂或棚梁之間不得小于200mm200mm，距金屬管線之間不得小于，距金屬管線之間不得小于300mm300mm。按管道的安設要求確定按管道的安設要求確定導電弓子外緣與管子間距導電弓子外緣與管子間距m300mm（300mm）22222753)2()2/(bdmkrb

12、rhhhhbk按行人高度要求確定按行人高度要求確定距壁距壁j處有效高度處有效高度1800mm，j200mm（200mm）22223)2()2/(1800jbrbrhhb三三. 凈斷面面積凈斷面面積 表表38（半圓拱），（半圓拱），39（圓弧拱）（圓弧拱）p63 半圓拱：半圓拱： s = b（0.39b + h2） 圓弧拱：圓弧拱： s = b（0.24b + h2）四四. . 風速驗算風速驗算煤礦安全規程煤礦安全規程規定規定 必要性：風速大必要性：風速大揚起煤塵、身心健康、工作效率、煤塵爆炸揚起煤塵、身心健康、工作效率、煤塵爆炸smvsqvm/6五五. 巷道設計掘進斷面積巷道設計掘進斷面積 =

13、凈斷面面積支護面積道床面積凈斷面面積支護面積道床面積（一）支護參數確定：錨噴、砌碹、支架（一）支護參數確定：錨噴、砌碹、支架 （二）道床參數：（二）道床參數： 鋼軌鋼軌（表（表35）：型號（）：型號（15、18、22、24、30、38 kg/m ）；）； 軌枕軌枕（表（表36）：）：開拓巷道開拓巷道（預應力）鋼筋混凝土軌枕（預應力）鋼筋混凝土軌枕 采準巷道和回采巷道采準巷道和回采巷道木軌枕木軌枕 道床道床: 厚度不小于厚度不小于100mm， 道床參數的選擇道床參數的選擇(表表3-5） （三）巷道設計掘進斷面積（三）巷道設計掘進斷面積 半圓拱：半圓拱： s1 = b1(0.39b1 + h3)

14、圓弧拱：圓弧拱： s1 = 0.24b2 + 1.27bt + 1.57 t2 + b1h3 梯形：梯形： s=（b1+b2）h/2六、六、 巷道的計算掘進斷面積巷道的計算掘進斷面積 考慮考慮 超挖值超挖值 = 75mm 半圓拱：半圓拱： s2 = b2（0.39b2 + h3） 圓弧拱：圓弧拱： s2 = 0.24b2 + 1.27bt + 1.57 t2 + 0.24t+0.1b+0.01+b1h3 第三節第三節 水溝及管線的布置水溝及管線的布置 一一. 水溝水溝 位置：位置： 坡度：坡度： 縱向：縱向：35 橫向：橫向：2 形狀：形狀： 支護：支護： 設計規范第9.5.12條 大巷水溝應

15、布置在人行道同側。水溝宜采用混凝土澆灌，并設置預制鋼筋混凝土蓋板。當水中含煤泥較多、沿溝清理不便時，應在適當地點設置小型沉淀池。二二. 管線的布置管線的布置 管（人行道一側，管（人行道一側，1800mm1800mm，0.2m0.2m運輸設備安全距離）、線運輸設備安全距離）、線不同側（否則不同側（否則0.3m0.3m）；）； 電話和信號電纜與電力電纜不同側，否則在上方大于電話和信號電纜與電力電纜不同側，否則在上方大于0.1m0.1m； 電纜懸掛電纜懸掛1.51.9m1.51.9m，兩掛點小于，兩掛點小于3.0m3.0m，電纜與風筒，電纜與風筒0.3m0.3m，與，與運輸設備安全距離運輸設備安全距

16、離0.25m0.25m；三、繪制巷道斷面施工圖三、繪制巷道斷面施工圖(1 50) 、繪制巷道特征、繪制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表表和每米巷道工程量及材料消耗量表 巷道斷面圖與工程量及材料消耗量表統稱為巷道斷面圖與工程量及材料消耗量表統稱為巷道斷面施工圖巷道斷面施工圖。這。這些施工圖，發至施工單位，作為指導施工的設計依據。目前常用的些施工圖，發至施工單位，作為指導施工的設計依據。目前常用的不同軌距的巷道斷面施工圖的標準設計已由設計單位編出。不同軌距的巷道斷面施工圖的標準設計已由設計單位編出。第四節第四節 巷道斷面設計示例巷道斷面設計示例 某煤礦，年產設計能力為90萬t，礦井屬低瓦斯

17、礦井，中央分列式通風，井下最大涌水量為 320m3/h。通過該礦第一水平東翼運輸大巷的流水量為 160m3/h，采用 zk106/250架線式電機車牽引1.5t礦車運輸。該大巷穿過中等穩定的巖層，巖石堅固性系數 f = 46，大巷需通過的風量為48m3/s。巷道內敷設一趟直徑為200mm的壓風管和一趟直徑為100mm的水管。試設計運輸大巷直線段的斷面。 一、選擇巷道斷面形狀一、選擇巷道斷面形狀 年產 90萬t 礦井的第一水平運輸大巷，一般服務年限在20年以上，采用600mm軌距雙軌運輸的大巷，其凈寬在3m以上，又穿過中等穩定的巖層，故選用左旋螺紋鋼錨桿和噴射混凝土支護，巷道斷面為半圓拱形。二確

18、定巷道斷面尺寸二確定巷道斷面尺寸 確定巷道凈寬度確定巷道凈寬度b 查表3-2知zk106/250電機車寬a1=1060mm、高h=1550mm；1.5t礦車寬1050mm、高1150mm。 根據煤礦安全規程，取巷道人行道寬c = 840mm、非人行道一側寬a=400mm。又查表3-3知本巷雙軌中線距b=1300mm，則兩電機車之間距離為 t = 1300（1060/2 + 1060/2）= 240mm 故巷道凈寬度: b = a1 + b + c1 =（400 + 1060/2）+ 1300 +（1060/2 + 840）= 930 + 1300 + 1370 = 3600mm ( 或 ： b

19、= a+2a1+t+c =400+21060+240+840=3600mm ) 確定巷道拱高確定巷道拱高h0 半圓拱形巷道拱高h0 =3600/2=1800mm。半圓拱半徑r=1800mm。 確定巷道墻高確定巷道墻高h3 1按架線電機車導電弓子要求確定h3 由表3-6中半圓拱形巷道拱高公式得式中 h4軌面起電機車架線高度，按煤礦安全規程取h4 = 2000mm； hc道床總高度。查表3-10選30kg/m鋼軌，再查表3-7得hc= 410mm，道碴高度hb= 220mm； n導電弓子距拱壁安全間距，取n = 300mm； k導電弓子寬度之半，k = 718/2 = 359，取k = 360mm

20、； b1軌道中線與巷道中線間距，b1 = b/2a1 = 3600/2930 = 870mm。 (a1 =a+a1/2=400+1060/2=930） 故 mm21243)()(bknrhhhc1552)870360()3001800(4102000223h2. 按管道裝設要求確定h3式中 h5渣面至管子底高度，按煤礦安全規程取h5 = 1800mm； h7管子懸吊件總高度，取h7 = 900mm； m導電弓子距管子間距，取m = 300mm； d壓風管(200mm)法蘭盤直徑，d = 335mm； b2軌道中線與巷道中線間距，b2 = b/2c1 = 3600/21370 = 430mm。(

21、 c1 = a1 /2+c=1060/2+840=1370) 故 mm 222753)2/(bdmkrhhhhb1613)4302/335300360(18002009001800223h 3按人行高度要求確定h3式中 j 距壁j處的巷道有效高度不小于1800mm。j100mm， 一 般取j=200mm。 hb -道渣高度， hb =220mm 故 mm。 綜上計算，并考慮一定的余量、確定本巷道壁高為h3 =1820m 則巷道凈高度h = h0+h3hb =1800+1820220= 3400mm。223)(1800jrrhhb1195)2001800(18002201800223h 確定巷道

22、凈斷面積確定巷道凈斷面積s和凈周長和凈周長p 由表3-7得凈斷面積 式中h2道碴面以上巷道壁高，h2 = h3hb= 1820220 = 1600mm。故 =10814400 mm2 = 10.8 m2凈周長 p = 2.57b + 2h2 = 2.573600 + 21600 = 12500mm = 12.5m 用風速校核巷道凈斷面積用風速校核巷道凈斷面積 用式（3-6）校核： 查表3-4，知vmax= 8m/s；煤炭工業設計規范煤炭工業設計規范 vmax= 6m/s，取vmax= 6m/s。已知通過大巷風量q =48m3/s，代入式（3-9）得 m/s 設計的大巷斷面積，風速沒超過規定，可

23、以使用。)39. 0(2hbbs)1600360039. 0(3600s8644.48.1048sqv 選擇支護參數選擇支護參數 本巷道采用錨噴支護，根據巷道凈寬3.6m、穿過中等穩定巖層即屬類圍巖、服務年限大于20年等條件，得錨噴支護參數：錨桿長2.0m，間距a = 0.780.8m，排距a=0.8m，錨桿直徑d = 18mm，托板為8150150mm鋼板，噴射混凝土層厚t1 = 100mm。 故支護厚度t = t1 = 100mm。 選擇道床多數選擇道床多數 根據本巷道通過的運輸設備，已選用30kg/m鋼軌，其道床參數hc、hb分別為410和220mm，道渣面至軌面高度ha= hchb=

24、410220 = 190mm。來用鋼筋混凝土軌枕。 確定巷道掘進斷面尺寸確定巷道掘進斷面尺寸 由表3-7計算公式得： 巷道設計掘進寬度b1= b + 2t = 3600 + 2100 = 3800mm 巷道計算掘進寬度b2= b1 + 2 = 3800 + 275 = 3950mm 巷道設計掘進高度h1= h + hb + t = 3400 + 220 + 100 = 3720mm 巷道計算掘進高度h2= h1 + = 3720 + 75 = 3795mm 巷道設計掘進斷面面積 s1= b1（0.39b1 + h3）= 3800（0.393800 + 1820）= 12547600mm2 取s

25、1= 12.55 m2 巷道計算掘進斷面積 s2= b2（0.39b2 + h3）= 3950（0.393950 + 1820）= 13273975mm2 取s2= 13.27 m2 三布置巷道內水溝和管線三布置巷道內水溝和管線 已知通過本巷道的水量為160m3/h，現采用水溝坡度為3，查表3-12得：水溝深400mm、水溝寬400mm，水溝凈斷面積0.16m2；水溝掘進斷面積0.203m2，每米水溝蓋板用鋼筋1.633kg、混凝土0.0276m3，水溝用混凝土0.133m3。 管子懸吊在人行道一側，電力電纜掛在非人行道一側，通訊電纜掛在管子上方。 四計算巷道掘進工程量及材料消耗量四計算巷道掘

26、進工程量及材料消耗量 由表3-8計算公式得： 每米巷道拱與墻計算掘進體積v1= s21 =13.271=13.27m3 每米巷道墻腳計算掘進體積v1= 0.2（t +）1 = 0.2（0.1 + 0.075）1 = 0.04m3每米巷道拱與墻噴射材料消耗v2 = 1.57（b2t1）t1 + 2h3t11 = 1.57（3.950.10）0.10 + 21.820.101= 0.968m3 每米巷道墻腳噴射材料消耗v4 =0.2t11 = 0.20.101= 0.02m3 每米巷道噴射材料消耗（不包括損失） v = v2 + v4= 0.968 + 0.02 = 0.988m3 每米巷道錨桿消

27、耗（僅拱部打錨桿）式中 計算錨桿消耗周長 =1.57b2+2 h3 =1.573.95+21.82= 9.84m, a、a錨桿間距、排距，a = a= 0.8m， ， 故 根 根aaapn.)5 . 0(11p75.148 . 08 . 08 . 05 . 084. 9n1p 折合重量為： kg式中 l錨桿長度，l = 2.0m； d錨桿直徑，d = 18mm； 錨桿材料密度，= 7850kg/m3。 每排錨桿數為：n0.8 = 14.750.8=11.812根 每排樹脂藥卷數量：m0.8=29.50.8=23.624支 每米巷道粉刷面積：sn = 1.57b3 + 2h2 式中b3 = b2

28、2 t = 3.9520.10 = 3.75m 故 sn = 1.573.75 + 21.60 = 9.1m290.587850)2018.0(14.30.275.14)2(75.1422dl 五繪制巷道斷面施工圖、編制巷道特征表和每米巷道五繪制巷道斷面施工圖、編制巷道特征表和每米巷道掘進工程量及材料消耗量掘進工程量及材料消耗量 根據以上計算結果，按根據以上計算結果，按150比例繪制出巷道斷面圖（圖比例繪制出巷道斷面圖（圖311），并附上工程量及材秒消耗量表，并附上工程量及材秒消耗量表313及表及表314。這些施工圖表發。這些施工圖表發至施工單位、作為指導施工的設計依據。至施工單位、作為指導施

29、工的設計依據。 作業一：作業一： 巷道斷面設計巷道斷面設計 某煤礦，年設計生產能力某煤礦，年設計生產能力150150萬噸，屬低瓦斯礦井，采用中萬噸，屬低瓦斯礦井，采用中央并列式通風，井下最大涌水量為央并列式通風，井下最大涌水量為180m180m3 3/h/h，風量為，風量為 36 36 mm3 3/s /s ；采用；采用 zk10-9/250 zk10-9/250 直流架線電機車直流架線電機車 牽引牽引 1.5 t 1.5 t 礦礦車運輸。巷道內鋪設一趟車運輸。巷道內鋪設一趟200mm200mm的壓氣管和一趟的壓氣管和一趟100mm100mm的供水管。大巷穿過較穩定巖層。的供水管。大巷穿過較穩

30、定巖層。 試設計運輸大巷直線段的斷面，并計算單位工程掘進工程量試設計運輸大巷直線段的斷面，并計算單位工程掘進工程量和材料消耗量，繪制巷道斷面施工圖。和材料消耗量，繪制巷道斷面施工圖。作業要求：作業要求：統一用統一用a4紙，鋼筆書寫；紙，鋼筆書寫； 統一封面（題目，班級、姓名、日期等）；統一封面（題目，班級、姓名、日期等）；計算步驟、公式、圖表要全，用鉛筆按比例繪圖。計算步驟、公式、圖表要全，用鉛筆按比例繪圖。 單號：半圓拱，藥卷規格單號：半圓拱，藥卷規格32mm100g150mm 1： 3 t礦車礦車 1、 3、 5： zk109/250 3： 1.5 t礦車礦車 5： 1 t礦車礦車 7： 3 t礦車礦車7、 9、 11： zk106/5507c 9： 1.5 t礦車礦車 11：1 t礦車礦車 13：3 t礦車礦車13、15、17：zk106/250 15：1.5 t礦車礦車 17：1 t礦車礦車 19：3 t礦車礦車19、21、23： zk149/5